生物信息学考点整理
生物信息学考点整理
目录
生物分子数据的收集和管理（1）
数据库搜索及序列比较（2）
基因组序列分析（3）（4）
基因表达数据的分析与处理（7）
蛋白质结构预测（5）（6）（8）
PART1
生物信息学：是生命科学、计算机科学、现代信息科学、数学、物理学以及化学等多个学科交叉形成的一门新学科，是利用信息技术和数学方法对生命科学研究中的生物信息进行收集、加工、存储、检索、分析和解释的科学。
生物信息学的发展历程：
一、萌芽期（20世纪50-70年代）
1、50年代：生物信息学开始孕育
1953 Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构。1955 F. Sanger发表了胰岛素的蛋白质序列。1956 美国田纳西州首次召开了“生物学中的理论研讨会”。
2、60年代：生物分子信息在概念上将计算生物学和计算机科学联系起来
1962 L. Pauling提出来分子进化理论。1967 Dayhoff构建了蛋白质序列数据库。
3、70年代：生物信息学的真正开端（序列比对算法）
1970 Needleman和Wunsch提出了著名的序列比对算法。1971 美国纽约Brookhaven国家实验室创建了蛋白质结构数据库（Protein data bank, PDB）。
1974 欧洲分子生物学实验室（European molecular biology laboratory, EMBL）建立
1977 Maxam和Gilbert发表了化学降解法，Sanger和Coulson发表双脱氧终止DNA测序法。1978 Gingeras等人研制了核酸序列中酶切位点识别程序。
二、形成期（80年代）生物信息服务机构和数据库
1982 建立GenBank数据库。1984 日本国立遗传学研究所NIG（National institute of genetics）开始信息服务。1986 创立SwissProt蛋白序列数据库；美国能源部正式提出实施测定人类基因组全序列的计划。1987 NIG发行日本DNA数据库DDBJ（DNA Data Bank of Japan）;1988 Person和Lipman发表了著名的序列比较算法FASTA; 美国国家生物技术信息中心NCBI（National Center for Biotechnology Information）诞生；成立欧洲分子生物学网络（EMBNet），EMBL核酸序列数据库诞生。1989 林华安首先采用“bioinformatics”一词。
三、高速发展期（90年代至今）HGP促进生物信息学的迅速发展
1990 人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）正式启动。Altschul发表Blast（The Basic Local Alignment Search Tool ）算法。1991 Venter在《科学》杂志上描述表达序列标签（Expressed Sequence Tag, EST）的建立和使用。1992 Venter在美国马里兰州成立基因组研究所（the institute of genome research, TIGR）。1994 欧洲生物信息学研究所（European Bioinformatics Institute, EBI）成立。1995 《科学》杂志刊登全基因组鸟枪法（Whole genome shotgun, WGS）完成的流感嗜血杆菌全基因组测序的论文。标志着基因组时代的真正开始。
PART2
1、序列比对与比对搜索基本概念
在越来越多的基因组测序完成以后，寻找物种内和物种间蛋白质的相关性对于理解生命来说变得越来越重要。目前，序列比对(sequence alignment)已经成为生物信息处理的基本工具。
任何一条由字母组合形成的DNA或蛋白质序列都会与其他类似构成的序列有相似性。
有方法可以对这样的相似性进行量化评价，然而要把“偶然性”的相似与真实进化和（或）功能关系意义上的相似区分开来，还需要考虑更多的因素。
2、比对序列的选择：核酸序列还是蛋白质序列
氨基酸序列
氨基酸序列比对通常具有更丰富的信息，例如，许多氨基酸具有相似的理化性质，在进行氨基酸序列比对时可以用一打分系统来描述这些相关的氨基酸之间的重要相关性。
核苷酸序列
确定给定DNA序列和DNA数据库中一致性
搜索多态性
分析所克隆的cDNA片段的一致性等
3、同源性、相似性和一致性
同源性（homology）：
（1）如果两个序列有一个共同的进化祖先，那么它们是同源的。同源性是一种论断，不存在同源性的程度问题，两条序列之间要么是同源的，要么是不同源
的。（简单地说，同源序列是指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列）
（2）两条蛋白质序列即使没有统计上显著的一致性（identity），它们也可能是同源的。
（3）同源蛋白在三维结构上常具有显著的相似性（similarity）。
（4）两蛋白质之间三维结构的趋异比氨基酸序列一致性的趋异要慢
直系同源（orthology）：
不同物种内的同源序列，它们来自于物种形成时的共同祖先基因。
旁系同源（paralogy）：
是指同一基因组（或同一物种的基因组）中，由于始祖基因的加倍而横向/水平方向（horizontal）产生的几个同源基因
即：旁系同源是基因复制的结果，两份拷贝在一个物种的历史上是平行演化的。这样的基因就被称为旁系同源基因。
直系同源与旁系同源的共性：
它们是同源的，都源于各自的始祖基因。
直系同源与旁系同源的区别：
在进化起源上，直系同源是强调在不同基因组中的垂直传递，旁系同源则是在同一基因组中的横向加倍；
在功能上，直系同源要求功能高度相似，而旁系同源在定义上对功能上没有严格要求，可能相似，但也可能并不相似（尽管在结构上具有一定程度的相似），甚至于没有功能（如基因家族中的假基因）
一致性（identity）：两氨基酸（核苷
酸）序列相同的程度。
11/44=25%
相似性（similarity）：除了一致的氨基酸，还进一步考虑了相似的氨基酸。
14/44=32%
相似性本身的含义，并不要求与进化起源是否同一，与亲缘关系的远近，甚至于结构与功能有什么联系。
当相似程度高于50%时，比较容易推测检测序列和目标序列可能是同源序列；而当相似性程度低于20%时，就难以确定或者根本无法确定其是否具有同源性。
4、多序列对比
多序列比对，实质上是一组蛋白质之间的一系列的双序列比对。
与双序列比对相比，多序列比对更能发现进化保守关系信息。在双序列比对中出现的相同氨基酸残基，虽然在两条序列上是保守的，但是这一事件的发生可能是偶然的。而如果在多序列比对中都出现相同的氨基酸残基，则说明该残基是进化保守的可能性更大。
多序列比对可用于分析基因的起源问题。
5、打分矩阵（Scoring Matrices）看书
5.1、Dayhoff模型
可接受点突变（accepted point mutation, PAM）:在蛋白质中被自然选择接受的单个氨基酸替换
Dayhoff，71组紧密相关的蛋白质中的1572个变化
表3.2 可接受点突变数目
表3.3 氨基酸相对突变可能性
表3.4 每种氨基酸出现的频率
5.2、PAM1矩阵
表3.5 突变概率矩阵（进化时期为一个PAM）
此处PAM定义为进化趋异（mutation probability matrix）的单位, 即两个蛋白1%氨基酸发生变化的时间
PAM1矩阵基于紧密相关蛋白质序列的比对，一致性>85%
5.3、PAM250和其它矩阵
表3.6 PAM250突变概率矩阵（进化时期为一个250个PAM）
反映远源相关蛋白中氨基酸的替换频率
极端情况：PAM0，PAM∞…
5.4、突变概率矩阵——对数比值打分矩阵
S(a, b)=10*lg(Mab/Pb), Mab的值为氨基酸残基a突变到b的突变概率，归一化频率Pb代表随机情况下残基b出现的概率。
利用对数比值矩阵使得我们在获得两序列的比对结果时，可以直接把比对残基的分值相加而非相乘，从而简化了计算。
表 3.7 PAM250对数比值矩阵（远源蛋白）
表 3.8 PAM10对数比值矩阵（保守蛋白）
分值的意义？
不同的打分矩阵对不同相关程度的蛋白质序列的敏感性不同
PAM矩阵的重要替代者：BLOSUM打分矩阵
Henikoff 等 1992，区块替换矩阵（blocks substitution matrix, BLOSUM）
集中关注远相关蛋白的保守区块
BLOSUM矩阵后面的数值表示了矩阵可评价的蛋白质间的一致性程度，如，BLOSUM62矩阵可用于评价一致性<62%的蛋白质。
高值BLOSUM矩阵和低值PAM矩阵最适合研究高度保守的蛋白，低值BLOSUM矩阵和高值PAM矩阵最适合检测远源相关蛋白。
6、序列比对的数学模型：全局和局部
序列比对的数学模型大体可以分为两类，一是从全长序列出发，考虑序列的整体相似性，即整体比对；第二类考虑序列部分区域的相似性，即局部比对。
6.1、局部相似性比对法
局部相似性比对的生物学基础是蛋白质功能位点往往是由较短的序列片段组成的，这些部位的序列具有相当大的保守性，尽管在序列的其它部位可能有插入、删除或突变。此时，局部相似性比对往往比整体比对具有更高的灵敏度，其结果更具生物学意义。
数据库常用的搜索程序BLAST等均采用局部相似性比对的方法，具有较快的运行速度，而基于整体相似性比对的数据库搜索程序则需要超级计算机或专用计算机才能实现。
6.2、比对算法：全局和局部
打分矩阵计算量巨大，目前已有快速完成比对的算法：
全局比对算法（Needleman-Wunsch算法）：查找的是序列的全局相似性，试图尽可能地覆盖整条序列，从某条序列的最左端开始到最右端结束。
局部比对算法（Smith-Waterman算法）：查找的是序列的局部相似性，得到的比对结果可能只覆盖了每条序列的一小部分。
局部比对算法使用更为广泛，许多数据库搜索算法（如BLAST）使用局部比对算法
7、局部比对基本搜索工具BLAST（重点考点）
BLAST的广泛：1，2，3，4，5，6，7. (P77)
BLAST搜索序列数据库的步骤：
①选择Blast程序
②限定搜索范围
③选择和指定算法参数
（1）BLAST程序家族：
（2）限定搜索范围
（3）选择和指定算法参数
通用参数（general parameters）
打分参数（scoring parameters）
过滤和屏蔽（filters and masking）8、两条序列比对方法
采用Blast进行序列两两对齐分析
采用本地化软件进行两条序列比对8.1、双序列比对的显著性：一致性百分比
8.2、双序列比对和检测限度
序列比对应该存在一检测限度，低于这一限度，两个同源蛋白的差异程度较大使得它们的比对结果没有显著性
8.3、采用本地化软件进行两序列比对
做多重比对分析的本地软件也可以做两两比对分析，如ClustalX软件等。Clustal是一个单机版的基于渐进比对的多序列比对工具。其基本思想就是基于相似序列通常具有进化相关性的这一假设。
DNAStar，DNAMan，MEGA等软件也可以进行序列比对。
8.3.1、Clustal 比对后的结果的编辑——BioEdit（详细见第二讲PPT）
Clustal 比对后的结果的编辑——在线着色软件Boxshade
9、寻找远缘相关的蛋白质：PSI-BLAST
10、模式识别BLAST:PHI-BLAST
11、用BLAST来发现
新基因
本章考点：同源性、相似性、一致性、直系同源、旁系同源、全局比对、局部比对、双序列比对的显著性
熟悉BLAST的比对及对结果的解读
熟悉ClustalX的使用及结果的编辑
熟悉BioEdit等软件
PART3
1、基因及其结构
基因：生命体执行复杂功能的基本元件，对
基因结构的注释即是确定基因在基因组中的
外显子—内含子结构。
基因分类：蛋白质编码基因、RNA基因和假基因。经过剪接、拼接等生物过程之后，最终翻译成蛋白质序列。
基因结构复杂：
（1）外显子不连续，被内含子间隔，内含子长度和数目差别大。
（2）基因存在复杂的选择性剪接现象。
（3）存在基因交叠和融合等复杂生物学现象。
蛋白质编码基因存在多种功能位点信号：
转录起始位点(Transcription strart site, TSS)
翻译起始位点(Translation strart site, TIS)
剪接位点 (splice site)
翻译终止位点 (Translation termination site, TTS) ，Poly(A)位点
调控元件：转录因子结合位点(transcription factor binding site, TFBS), 增强子(enhancer)和衰减子(sliencer)
2、基因结构预测概述
现有的基因预测方法大致可分为两类：
①基于表达数据的基因预测
②基于机器学习方法的基因预测
3、基于表达数据的基因预测方法
利用基因产物（包括cDNA、EST以及蛋白质等）反推基因结构
受公共数据可中是否存在待分析基因产物的影响，但对于基因组序列刚测序完成的物种，可采用这种方法完成该物种中基因的初步确定。
cDNA和蛋白质序列可直接用于确定基因完整的蛋白质编码区域，而EST仅为基因的部分转录片段、序列测序质量较低且存在多种污染物，常需要经过一系列复杂的处理才能实现基因的识别。
4、Genscan基因预测在线软件应用
GENSCAN是一个什么样的软件？（详细如何操作见第三讲PPT）GENSCAN是美国麻省理工大学的Chris Burge于1997年开发成功的人类（或脊椎动物）基因预测软件，它根据基因的整体结构进行基因预测，不依赖于已有的蛋白库，是一种"从头预测"软件。目前Chris Burge还开发了适用于果蝇、拟南芥菜、玉米的专用版本。对于非版本专用的物种，其预测准确率会下降。PART4 引物的设计
1、引物设计是PCR技术中至关重要的一环
使用不合适的PCR引物容易导致实验失败：
①非特异性扩增
②扩增产物量较少
③无扩增产物
2、引物设计的原则：
非特异性扩增→引物与模板的序列要紧密互补
扩增产物量较少→引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构
无扩增产物→引物不能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应（即错配）
3、引物设计时考虑的因素
①引物长度
②碱基分布的均衡性(GC含量)
③Tm值
④引物二级结构
⑤引物3’端和引物5’端
⑥引物的保守性与特异性
①引物长度
引物长度一般为15-30bp
常用的是18-27bp,太短则特异性降低容易引起错配，太长则结合能量过高，导致其延伸温度大于74°，不易结合
两条引物的长度差不超过4bp
②碱基分布的均衡性(GC含量)
GC含量一般为40-60%（45-55%）
①GC含量太低导致因为Tm值较低，使用较低的退火温度不利于提高PCR 的特异性
②GC含量太高也易于引发非特异扩增
避免多个重复碱基，尤其是4个或超过4个的G
上下游GC含量需要相接近（5%）
③Tm值
Tm值在58-60℃（55-70℃）之间
（软件计算差异大，需要实验人员摸索）
两条引物的Tm值尽量接近，相差最好不超过2 ℃
④引物的二级结构
⑤引物的3’端和5’端
引物的3’端
引物的3’端末尾不能使用碱基A。因为3’端的末位碱基对Taq酶的DNA合成效率有较大的影响，末位碱基为A的错配效率明显高于其他3个碱基。
引物3’端不要出现3个以上的连续相同碱基，如GGG或CCC，也会使错误引发几率增加
引物的延伸从3’端开始，因此3’端的几个碱基与模板DNA均需严格配对，不能进行任何修饰，否则不能进行有效的延伸，甚至导致PCR扩增完全失败。引物的5’端
引物5’端可以有与模板DNA不配对碱基，在5’端引入一段非模板依赖性序列，如增加酶切位点等。
⑥引物的保守性与特异性
保守性：通用引物——检测到尽可能多的类型
特异性：避免非特异性扩增
4、引物设计的软件和工具
Primer 3 (在线)
Primer premier 5
Primer express
Oligo 6
NCBI blast
4.1、Primer Premier
5.0 简介
主要功能
1、即引物设计
2、限制性内切酶位点分析
3、DNA基元(motif)查找
4、同源性分析
PART5 SNP及测序数据分析
基因组序列差异包括：核苷酸变异（单个碱基的替换+小片段的插入缺失），结构变异(长度超过1k的序列变异)
结构变异（Structure Variation, SV）: 大片段插入缺失，倒位（inversion）,平衡易位（balanced translocation），拷贝数变异（copy number variation）
1、什么是SNP?
SNP(Single Nucleotide Polymorphism)，称为单核苷酸多态性，是DNA序列单个核苷酸上发生的一种变异。
单个核苷酸在特定种群中发生变异的概率超过1%时，它称为SNP，否则称为单核酸突变（Single Nucleotide Variation，SNV）。
广义SNP包含单个碱基的替换和小片段的插入缺失，狭义SNP单指单个碱基的替换。
Allele: 同一个位点上由SNP位点造成的两种或多种等位基因形式，如A/G或C/T是两个等位基因。
2、SNP的类型：
转换（transitions）：嘌呤和嘌呤之间或嘧啶和嘧啶之间的替换。A/G, C/T 颠换（transversions）：嘌呤和嘧啶之间的替换。 A/C, A/T, G/C, G/T
转换的发生率总是明显高于其它几种变异，转换和颠换之比为2:1。转换的几率之所以高，可能是因为CG序列上的C经常甲基化并自发地脱去氨基而形成胸腺嘧啶。
3、SNP的特点
SNP广泛地分布于基因组中，是大多数群体中最丰富的一种遗传变异类型。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。占所有已知多态性的90%以上。平均每500～1000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多。
SNP的遗传稳定性、遗传分析重现性和准确性都较以前的标记好。
SNP具有二态性的特点。理论上讲，SNP既可能是二等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可以忽略。因此，通常所说的SNP都是二等位多态性的。
SNP的独特之处还在于，不同于仅仅只能作为标记起到指示路标作用的其他分子标记，它本身，特别是基因编码区SNPs（cSNPs）更有可能与基因的功
能相关，或是由于与目标基因位点连锁而产生的间接相关，或是导致基因功能变化的直接相关（即某功能基因内的某一SNPs可能是该基因产生作用的关键所在）。
4、SNP在基因组上的分布
在DNA任何位置，DNA都有可能发生，根据SNP在基因中的位置，可分为:
①基因编码区SNPs(Coding-region SNPs，cSNPs)，
②基因周边SNPs(Perigenic SNPs, pSNPs)
③基因间SNPs (Intergenic SNPs, iSNPs)
在外显子内，其变异率仅为周围序列的1/5，cSNP可进一步分为：
①同义SNP（synonymous cSNP）：碱基被替换之后,产生了新的密码子，但由于生物的遗传密码子存在简并现象,新旧密码子仍是同义密码子，所编码的氨基酸种类保持不变，因此同义突变并不产生突变效应。
②非同义SNP（non-synonymous cSNP）：导致氨基酸改变的核苷酸变异。
5、常用于衡量序列核苷酸多态性的两个指标
6、DNA序列多态性分析软件DNASP的应用
1、首先将database表中的数据转化为Fasta格式
2、将Fasta文件导入DNAsp
PART6 分子系统发生分析
1、系统发生关系
是表示物种进化关系的参考依据。从传统意义上来说，物种的系统发生关系是通过比较大量不同的生物体形态学特征的差异来估计的。但是，分子水平的序列数据也能（能更好）被用于物种系统发生分析的研究中。
2、系统发生树的意义：
①研究物种进化历史
②有助于基因功能的研究
③有助于了解病毒传播的方式
④有些序列比对算法要依赖于进化树的构建
3、系统发生树的基本概念：
系统发生树是由一系列节点（node）和边（branch）组成的无环连通图。
节点：描述分类节点。
内部节点(internal node)(分支点)：代表进化事件发生的位置或代表分类单元进化历程中的祖先；
外部节点(terminal node)(叶节点)，内部节点外部节点代表实际观察到的分类单元，又称操作单元(operational
taxonomic unit)。
分支：代表物种间的进化
关系
进化分支
有根树和无根树
4、直系同源和旁系同源
生物信息学复习题 名词解释 1. Homology (同源):来源于共同祖先的序列相似的序列及同源序列。序列相似序列并不一定是同源序列。 （直系同源）：指由于物种形成的特殊事件来自一个共同祖先的不同物种中的同源序列，它们具有相似的功能。 （旁系（并系）同源）：指同一个物种中具有共同祖先，通过基因复制产生的一组基因，这些基因在功能上的可能发生了改变。基因复制事件是促进新基因进化的重要推动力。 (异同源)：通过横向转移，来源于共生或病毒侵染而产生的相似的序列，为异同源。 Score：The sum of the number of identical matches and conservative (high scoring) substitutions in a sequence alignment divided by the total number of aligned sequence characters. Gap总是不计入总数中。 6.点矩阵（dot matrix）：构建一个二维矩阵，其X轴是一条序列，Y轴是另一个序列，然后在2个序列相同碱基的对应位置（x，y）加点，如果两条序列完全相同则会形成一条主对角线，如果两条序列相似则会出现一条或者几条直线；如果完全没有相似性则不能连成直线。 7. E值：得分大于等于某个分值S的不同的比对的数目在随机的数据库搜索中发生的可能性。衡量序列之间相似性是否显著的期望值。E值大小说明了可以找到与查询序列（query）相匹配的随机或无关序列的概率，E值越小意味着序列的相似性偶然发生的机会越小，也即相似性越能反映真实的生物学意义，E值越接近零，越不可能找到其他匹配序列。 值：得分为所要求的分值比对或更好的比对随机发生的概率。它是将观测得到的比对得分S，与同样长度和组成的随机序列作为查询序列进行数据库搜索进行比较得到的HSP（高分片段对）得分的期望分布联系起来计算的。通常使用低于来定义统计的显著性。P=1-e-E 9.打分矩阵（scoring matrix）：在相似性检索中对序列两两比对的质量评估方法。包括基于理论（如考虑核酸和氨基酸之间的类似性）和实际进化距离（如PAM）两类方法,是序列相似性分析的基础，其不同的选择将会出现不同的分析结果。 10．空位（gap）：在序列比对时，由于序列长度不同，需要插入一个或几个位点以取得最佳比对结果，这样在其中一序列上产生中断现象，这些中断的位点称为空位。 ：美国国家生物技术信息学中心，属于美国国立医学图书馆的一部分，具有BLAST, Entrez ,GenBank等工具，还具有PubMed文献数据库。另外还具有Genome, dbEST, dbGSS , dbSTS, MMDB, OMIM, UniGene, Taxonomy, RefSeq, etc. 序列格式：是将DNA或者蛋白质序列表示为一个带有大于号（>）开始的核苷酸或者氨基酸序列的新文件，其中大于号后可以跟上序列的相关信息，其他无特殊要求。 13genbank序列格式：是GenBank 数据库的基本信息单位，是最为广泛的生物信息学序列格式之一。该文件格式按域划分为4个部分：第一部分包含整个记录的信息（描述符）；第二部分包含注释，主要包含生物功能或数据库信息；第三部分是feature，对序列的注释；第四部分是序列本身，以“统发生树（Phylogenetic tree ）是研究生物进化和系统发育过程中的一种用树状分支图来概括各种生物之间亲缘关系，是一种亲缘分支分类方法。在树中，每个节点代表其各分支的最近共同祖先，而节点间的线段长度对应演化距离（如估计的演化时间）。是用来研究物种进化与多样性的基础，是相近物种相关生物学数据的来源。17.基因树与物种树：物种树反映一组物种进化历程的系统树，其中每一个内部节点就代表一个物种形成的过程，而基因树则是代表来源于不同物种的单个同源基因的差异构建的系统树，而其内部的一个节点则代表一个祖先基因分化为两个新的独特的基因序列的事件。基因
第一讲 生物信息学（Bioinformatics）是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新型交叉学科，它体现了生物学、计算机科学、数学、物理学等学科间的渗透与融合。 生物信息学通过对生物学实验数据的获取、加工、存储、检索与分析，达到揭示数据所蕴含的生物学意义从而解读生命活动规律的目的。 生物信息学不仅是一门学科，更是一种重要的研究开发平台与工具，是今后进行几乎所有生命科学研究的推手。 生物技术与生物信息学的区别及联系 生物信息学的发展历史 ?人类基因组计划（HGP） ?人类基因组计划由美国科学家于1985年提出，1990年启动。根据该计划，在2015年要把人体约4万个基因的密码全部揭开，同时绘制出人类基因的谱图，也就是说，要揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。HGP与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划，被誉为生命科学的登月计划。(百度百科) 随着基因组计划的不断发展，海量的生物学数据必须通过生物信息学的手段进行收集、分析和整理后，才能成为有用的信息和知识。换句话说，人类基因组计划为生物信息学提供了兴盛的契机。上文所说的基因、碱基对、遗传密码子等术语都是生物信息学需要着重研究的地方。 ：
】 第二讲回顾细胞结构 细胞是所有生命形式结构和功能的基本单位 细胞组成 细胞膜主要由脂类和蛋白质组成的环绕在细胞表面的双层膜结构 细胞质细胞膜与细胞核之间的区域：包含液体流质，夹杂物存储的营养、分泌物、天然色素和细胞器 细胞器细胞内完成特定功能的结构：线粒体、核糖体、高尔基体、溶酶体等 细胞核最大的细胞器 DNA的结构 碱基（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶G） 。 核苷酸 核苷酸是构成DNA分子的重要模块。每个核苷酸分子由一分子称作脱氧核糖的戊 糖（五碳糖）、一分子磷酸和一分子碱基构成。每种核苷酸都有一个碱基对，也就 是A、T、C、G 基因是什么 基因是遗传物质的基本单位 基因就是核苷酸序列。 大部分的基因大约是1000-4000个核苷酸那么长。 基因通过控制蛋白质的合成，从微观和宏观上影响细胞、组织和器官的产生。 基因在染色体上。
■一、选择题: 1.以下哪一个是mRNA条目序列号： A. J01536■. NM_15392 C. NP_52280 D. AAB134506 2.确定某个基因在哪些组织中表达的最直接获取相关信息方式是：■. Unigene B. Entrez C. LocusLink D. PCR 3.一个基因可能对应两个Unigene簇吗？■可能 B. 不可能 4.下面哪种数据库源于mRNA信息：■dbEST B. PDB C. OMIM D. HTGS 5.下面哪个数据库面向人类疾病构建： A. EST B. PDB ■. OMIM D. HTGS 6.Refseq和GenBank有什么区别： A. Refseq包括了全世界各个实验室和测序项目提交的DNA序列B. GenBank提供的是非冗余序列 ■. Refseq源于GenBank，提供非冗余序列信息D. GenBank源于Refseq 7.如果你需要查询文献信息，下列哪个数据库是你最佳选择： A. OMIM B. Entrez ■PubMed D. PROSITE 8.比较从Entrez和ExPASy中提取有关蛋白质序列信息的方法，下列哪种说法正确：A. 因为GenBank的数据比EMBL更多，Entrez给出的搜索结果将更多B. 搜索结果很可能 一样，因为GenBank和EMBL的序列数据实际一样■搜索结果应该相当，但是ExPASy中的SwissProt记录的输出格式不同 9.天冬酰胺、色氨酸和酪氨酸的单字母代码分别对应于：■N/W/Y B. Q/W/Y C. F/W/Y D. Q/N/W 10.直系同源定义为：■不同物种中具有共同祖先的同源序列B. 具有较小的氨基酸一致性但是有较大的结构相似性的同源序列 C. 同一物种中由基因复制产生的同源序列 D. 同一物种中具有相似的并且通常是冗余的功能的同源序列 11.下列那个氨基酸最不容易突变： A. 丙氨酸B. 谷氨酰胺 C. 甲硫氨酸■半胱氨酸 12.PAM250矩阵定义的进化距离为两同源序列在给定的时间有多少百分比的氨基酸发生改变： A. 1% B. 20%■. 80% D. 250% 13.下列哪个句子最好的描述了两个序列全局比对和局部比对的不同：A. 全局比对通常用于比对DNA序列，而局部比对通常用于比对蛋白质序列B. 全局比对允许间隙，而局 部比对不允许C. 全局比对寻找全局最大化，而局部比对寻找局部最大化■全局比对比对整体序列，而局部比对寻找最佳匹配子序列 14.假设你有两条远源相关蛋白质序列。为了比较它们，最好使用下列哪个BLOSUM和PAM矩阵：■BLOSUM45和PAM250 B. BLOSUM45和PAM 1 C. BLOSUM80和PAM250 D. BLOSUM10和PAM1 15.与PAM打分矩阵比较，BLOSUM打分矩阵的最大区别是：A. 最好用于比对相关性高的蛋白B. 它是基于近相关蛋白的全局多序列比对 ■它是基于远相关蛋白的局部多序列比对D. 它结合了全局比对和局部比对 16.如果有一段DNA序列，它可能编码多少种蛋白质序列： A. 1 B. 2 C. 3 ■. 6 17.要在数据库查询一段与某DNA序列编码蛋白质最相似的序列，应选择： A. blastn B. blastp C. tblastn D. tblastp■blastx 18.为什么ClustalW（一个采用了Feng-Doolittle渐进比对算法的程序）不报告E值：A. ClustalW报告E值■使用了全局比对 C. 使用了局部比对 D. 因为是多序列比对 19.Feng-Doolittle方法提出“一旦是空隙，永远是空隙”规则的依据是：A. 保证空隙不会引物序列加入而填充B. 假定进化早期分歧的序列有较高优先级别■假定最近序列空隙应 该保留 D. 假定最远序列空隙应该保留 20.根据分子钟假说：A. 所有蛋白质都保持一个相同的恒定进化速率 B. 所有蛋白质的进化速率都与化石记录相符合C. 对于每一个给定的蛋白质，分子进化的速率是逐 渐减慢的，就如同不准时的钟■对于每一个给定的蛋白质，其分子进化的速率在所有的进化分支上大致是恒定 21.系统发生树的两个特征是： A. 进化分支和进化节点■树的拓扑结构和分支长度C. 进化分支和树根D. 序列比对和引导检测方法 22.下列哪一个是基于字母特征的系统发生分析的算法：A. 邻位连接法（NJ法）B. Kimura算法■最大似然法（ML）D. 非加权平均法（UPGMA） 23.基于字母特征和基于距离的系统发生分析的算法的基本差异是：■基于字母特征的算法没有定义分支序列的中间数据矩阵 B. 基于字母特征的算法可应用于DNA或者蛋白质序列，而基于距离仅能用于DNA C. 基于字母特征的算法无法运用简约算法 D. 基于字母特征的算法的进化分支与进化时间无关 24.一个操作分类单元（OTU）可指：A. 多序列比对■蛋白质序列C. 进化分支D. 进化节点 25.构建进化树最直接的错误来源是：■多序列比对错误B. 采样的算法差异C. 假设进化分支是单一起源D. 尝试推测基因的进化关系 26.第一个被完整测定的基因组序列是：A. 啤酒酵母的3号染色体B. 流感病毒■ФX174 D. 人类基因组 27.普通的真核生物线粒体基因组编码大约多少个蛋白质：■10 B. 100 C. 1000 D. 10000 28.根据基因组序列预测蛋白质编码基因的算法的最大问题是：A. 软件太难使用■. 假阳性率太高，许多不是外显子的序列部分被错误指定C. 假阳性率太高，许 多不是外显子功能未知 D. 假阴性率太高，丢失太多外显子位点 29.HIV病毒亚型的系统演化研究可以：A. 证实HIV病毒是由牛病毒演化而来■. 用于指导开发针对保守蛋白的疫苗C. 证实哪些人类组织最容易遭受病毒侵染 30.一个典型的细菌基因组大小约为多少bp：A. 20000■. 200000 C. 2000000 D. 20000000
1.中国信息安全测评中心对CISP注册信息安全专业人员有保持认证要求，在证书有效期内，应完成至少6次完整的信息安全服务经历，以下哪项不是信息安全服务： B A、为政府单位信息系统进行安全方案设计 B、在信息安全公司从事保安工作 C、在公开场合宣讲安全知识 D、在学校讲解信息安全课程 2.确保信息没有非授权泄密，即确保信息不泄露给非授权的个人、实体或进程，不为其所用，是指（）： C A、完整性 B、可用性 C、保密性 D、抗抵赖性 3.下列信息系统安全说法正确的是： D A、加固所有的服务器和网络设备就可以保证网络的安全 B、只要资金允许就可以实现绝对的安全 C、断开所有的服务可以保证信息系统的安全 D、信息系统安全状态会随着业务的变化而变化，因此网络安全状态需要根据不同的业务而调整相应的网络安全策略 4.OSI开放系统互联安全体系构架中的安全服务分为鉴别服务、访问控制、机密性服务、完整服务、抗抵赖服务，其中机密性服务描述正确的是： B A、包括原发方抗抵赖和接受方抗抵赖 B、包括连接机密性、无连接机密性、选择字段机密性和业务流保密 C、包括对等实体鉴别和数据源鉴别 D、包括具有恢复功能的连接完整性、没有恢复功能的连接完整性、选择字段连接完整性、无连接完整性和选择字段无连接完整性 5.电子商务交易必须具备抗抵赖性，目的在于防止___。 B A、一个实体假装另一个实体 B、参与此交易的一方否认曾经发生过此次交易 C、他人对数据进行非授权的修改、破坏 D、信息从被监视的通信过程中泄露出去 6.下列哪一项准确地描述了可信计算基（TCB）? C A、TCB只作用于固件（Firmware） B、TCB描述了一个系统提供的安全级别 C、TCB描述了一个系统内部的保护机制 D、TCB通过安全标签来表示数据的敏感性 7.下面关于访问控制模型的说法不正确的是： C
——古A．名词解释 1. 生物信息学：广义是指从事对基因组研究相关的生物信息的获取，加工，储存，分配，分析和解释。狭义是指综合应用信息科学，数学理论，方法和技术，管理、分析和利用生物分子数据的科学。 2. 基因芯片：将大量已知或未知序列的DNA片段点在固相载体上，通过物理吸附达到固定化（cDNA芯片），也可以在固相表面直接化学合成，得到寡聚核苷酸芯片。再将待研究的样品与芯片杂交，经过计算机扫描和数据处理，进行定性定量的分析。可以反映大量基因在不同组织或同一组织不同发育时期或不同生理条件下的表达调控情况。 3. NCBI：National Center for Biotechnology Information.是隶属于美国国立医学图书馆（NLM）的综合性数据库，提供生物信息学方面的研究和服务。 4. EMBL：European Molecular Biology Laboratory.EBI为其一部分，是综合性数据库，提供生物信息学方面的研究和服务。 5. 简并引物：PCR引物的某一碱基位置有多种可能的多种引物的混合体。 6. 序列比对：为确定两个或多个序列之间的相似性以至于同源性，而将它们按照一定的规律排列。
7. BLAST：Basic Local Alignment Search Tool.是通过比对(alignment)在数据库中寻找和查询序列(query)相似度很高的序列的工具。 8. ORF：Open Reading Frame.由起始密码子开始，到终止密码子结束可以翻译成蛋白质的核酸序列，一个未知的基因，理论上具有6个ORF。 9. 启动子：是RNA聚合酶识别、结合并开始转录所必须的一段DNA序列。原核生物启动子由上游调控元件和核心启动子组成，核心启动子包括-35区（Sextama box）TTGACA，-10区（Pribnow Box）TATAAT，以及+1区。真核生物启动子包括远上游序列和启动子基本元件构成，启动子基本元件包括启动子上游元件（GC岛，CAAT盒），核心启动子（TATA Box，+1区帽子位点）组成。 10. motif：模体，基序，是序列中局部的保守区域，或者是一组序列中共有的一小段序列模式。 11. 分子进化树：通过比较生物大分子序列的差异的数值重建的进化树。 12. 相似性：序列比对过程中用来描述检测序列和目标序列之间相似DNA碱基或氨基酸残基序列所占的比例。 13. 同源性：两个基因或蛋白质序列具有共同祖先的结论。
生物信息学课后习题及答案 （由10级生技一、二班课代表整理） 一、绪论 1.你认为，什么是生物信息学？ 采用信息科学技术，借助数学、生物学的理论、方法，对各种生物信息（包括核酸、蛋 白质等）的收集、加工、储存、分析、解释的一门学科。2.你认为生物信息学有什么用？对你的生活、研究有影响吗？（1）主要用于： 在基因组分析方面：生物序列相似性比较及其数据库搜索、基因预测、基因组进化和分 子进化、蛋白质结构预测等 在医药方面：新药物设计、基因芯片疾病快速诊断、流行病学研究：SARS 、人类基因组计划、基因组计划：基因芯片。 （2）指导研究和实验方案，减少操作性实验的量；验证实验结果；为实验结果提供更多的支持数据等材料。 3.人类基因组计划与生物信息学有什么关系？ 人类基因组计划的实施，促进了测序技术的迅猛发展，从而使实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和分析成为基因组计划的一项重要的工作 。而这些数据信息的管理、分析、解释和使用促使了生物信息学的产生和迅速发展。 4简述人类基因组研究计划的历程。 通过国际合作，用15年时间（1990-2005）至少投入30亿美元，构建详细的人类基因组遗传图和物理图，确定人类DNA 的全部核苷酸序列，定位约10万基因，并对其他生物进行类似研究。 1990，人类基因组计划正式启动。 1996，完成人类基因组计划的遗传作图，启动模式生物基因组计划。 1998完成人类基因组计划的物理作图，开始人类基因组的大规模测序。Celera 公司加入，与公共领域竞争启动水稻基因组计划。 1999，第五届国际公共领域人类基因组测序会议，加快测序速度。 2000，Celera 公司宣布完成果蝇基因组测序，国际公共领域宣布完成第一个植物基因组——拟南芥全基因组的测序工作。 2001，人类基因组“中国卷”的绘制工作宣告完成。 2003，中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的.目标全部实现。2004，人类基因组完成图公布。 2.我国自主知识产权的主要基因组测序计划有哪些？水稻（2002），家鸡（2004），家蚕（2007），家猪（2012），大熊猫（2010） 2．第一章 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
第一章 1.生物信息学：用数学的、统计的、计算的方法来解决生物问题，这基于用DNA、氨基酸及相关信息。即生物+信息学，其中生物是指从基因型到表型：DNA/基因组→RNA→蛋白质→分子网络→细胞→生理学/疾病。信息学是指从数据到发现：数据管理→数据计算→数据挖掘→模型/模拟 2.人类基因组计划：①前基因组时代(1990年前)：通过序列之间的对比，寻找序列变化，确定序列功能。②基因组时代(1990年后～2001年)迅猛发展：标志性的工作包括基因寻找和识别，数据库系统的建立。③后基因组时代(2001年至今)功能基因组研究：研究内容发展到基因和基因组的功能分析，即功能基因组，学研究。从传统的还原论研究生命过程转到了整体论思想。 2001年,中美日德法英6国科学家耗费十年，联合公布人类基因组草图 3.基因芯片：又称DNA芯片，由大量DNA或寡聚核苷酸探针密集排列形成的探针阵列。原理：杂交测序方法，在一定条件下，载体上的核酸分子可以与来自样品的序列互补的核酸片段杂交，如果把样品中的核酸片段进行标记，在专用的芯片阅读仪上就可以检测到杂交信号。药物处理细胞总mRNA用Cy5标记，未处理的细胞总mRNA用Cy3标记，颜色？将两者杂交形成固相探针，包含cDNA和寡核苷酸，最后进行结果观察和信息分析。 、EMBL、DDBJ 5.数据挖掘：①理解数据和数据的来源②获取相关知识与技术③整合与检查数据④去除错误或不一致的数据⑤建立模型和假设⑥实际数据挖掘工作⑦测试和验证挖掘结果⑧解释和应用。数据挖掘中的常见算法思想：判断、聚类、关联。数据挖掘模型：①监督模型、预测模型②无监督模型：聚类分析和关联分析②数据降维：主成分分析和因子分析。 第二章： 1.Sanger法：①1977年，提出了“双脱氧核苷酸末端终止测序方法”②技术基础：PCR扩增；双脱氧核苷酸的扩增终止；电泳分离扩增片段③优点1.读取片段长 2.准确率高99.9% 缺点：1.测序通量低2.成本高、流程多④方法、原理：每个反应含有所以四种dNTP使之扩增，并混入限量的一种不同的ddNTP使之终止，由于ddNTP缺乏延伸所需要的3’-OH基团，使延长的寡聚核苷酸选择性地在G,A,T或 C 处终止，终止点由反应中相应的双脱氧而定，每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度可以调整，使反应得到一组长几百至几千碱基的链终止产物。它们具有共同的起始点，但终止在不同的核苷酸上，可通过高分辨率变性凝胶电泳分离大小不同的片段，凝胶处理后可以X-光胶片放射性自显影或非同位素标记进行检测 2. 第2代测序技术（2005）①特点：1.PCR反应空间限定在特定的微小载体中。降低成本，实现高通量2.边合成边测序以及平行测序②第一代测序就出现了自动化测序③Solexa步骤：(1)制备模板，单链片断固定到载片表面(2)DNA簇群生成(3)循环合成反应+荧光成像④技术基础：基于芯片或其他载体、3’受保护的荧光标记碱基、PCR ⑤优点：高通量、没有电泳的步骤，成本降低缺点：读取片段长度短、准确率下降 3．Read contig Scaffold ①Read:测序读到的碱基序列片段，测序的最小单位②contig:由reads通过对overlap区域拼接组装成的没有gap的序列段③Scaffold：通过pair ends信息确定出的contig排列，中间有gap 4.测序的应用：①遗传多样性分析②甲基化分析③研究与蛋白质结合的DNA序列特征④转录组测序 5. 转录组测序（RNA Seq）:①定义：把mRNA, non-codingRNA(ncRNA) 和smallRNA全部或者其中一些用高通量测序技术进行测序分析的技术②ncRNA主要包括有：tRNA、rRNA、snRNA、核仁小分子RNA(snoRNA)、细胞质小分子RNA(scRNA)、不均一核RNA(hnRNA)、小RNA(microRNA, miRNA) ③方法：获得cell总RNA，然后根据实验需要，对RNA样品进行处理，处理好的RNA再进行片段化，然后反转录形成cRNA，获得cDNA文库，然后在cDNA片段接上接头，最后用新一代高通量测序进行测序④作用：(1)通过RNA-seq来分析基因表达量(2)通过RNA-seq分析基因表达网
注册信息安全专业人员考试 大纲知识点综合测试题（B） （时间：120分钟数量：100题题型：单选题，将正确答案填写在表格中） 姓名单位名称得分 题号答案题号答案题号答案题号答案题号答案 121416181 222426282 323436383 424446484 525456585 626466686 727476787 828486888 929496989 1030507090 1131517191 1232527292 1333537393 1434547494 1535557595 1636567696 1737577797 1838587898 1939597999 20406080100 1.我国信息安全保障工作先后经历启动、逐步展开和积极推进，以及深化落实三个阶段，
以下关于我国信息安全保障各阶段说法不正确的是： A.2001国家信息化领导小组重组，网络与信息安全协调小组成立，我国信息安全保障 工作正式启动 B.2003年7月，国家信息化领导小组制定出台了《关于加强信息安全保障工作的意见》 （中办发27号文），明确了“积极防御、综合防范“的国家信息安全保障方针 C.2003年中办发27号文件的发布标志着我国信息安全保障进入深化落实阶段 D.在深化落实阶段，信息安全法律法规、标准化，信息安全基础设施建设，以及信息 安全等级保护和风险评估取得了新进展。 答案：C 解释：2006年进入到深化落实阶段。 2.金女士经常通过计算机在互联网上购物，从安全角度看，下面哪项是不好的习惯： A使用专用上网购物用计算机，安装好软件后不要对该计算机上的系统软件，应用软件进行升级 B为计算机安装具有良好声誉的安全防护软件，包括病毒查杀，安全检查和安全加固方面的软件 C在IE的配置中，设置只能下载和安装经过签名的，安全的ActiveX控件 D在使用网络浏览器时，设置不在计算机中保留网络历史纪录和表单数据 答案：A 解释：A为正确答案。 3.我国信息安全保障建设包括信息安全组织与管理体制、基础设施、技术体系等方面，以 下关于安全保障建设主要工作内容说法不正确的是： A.建全国家信息安全组织与管理体制机制，加强信息安全工作的组织保障 B.建设信息安全基础设施，提供国家信息安全保障能力支撑 C.建立信息安全技术体系，实现国家信息化发展的自主创新 D.建立信息安全人才培养体系，加快信息安全学科建设和信息安全人才培养 答案：C 解释：实现自主创新在过去的的保障中为自主可控。 4.某银行信息系统为了满足业务的需要准备进行升级改造，以下哪一项不是此次改造中信 息系统安全需求分析过程需要考虑的主要因素 A.信息系统安全必须遵循的相关法律法规，国家以及金融行业安全标准 B.信息系统所承载该银行业务正常运行的安全需求 C.消除或降低该银行信息系统面临的所有安全风险 D.该银行整体安全策略 答案：C 解释：无法消除或降低该银行信息系统面临的所有安全风险。 5.信息安全测评是指依据相关标准，从安全功能等角度对信息技术产品、信息系统、服务 提供商以及人员进行测试和评估，以下关于信息安全测评说法不正确的是： A.信息产品安全评估是测评机构的产品的安全性做出的独立评价，增强用户对已评估 产品安全的信任 B.目前我国常见的信息系统安全测评包括信息系统风险评估和信息系统安全保障测评 两种类型
UTR的含义是（B ） A.编码区 B. 非编码区 C. motif的含义是（D ）。 A.基序 B. 跨叠克隆群 C. algorithm 的含义是（B ）。 A.登录号 B. 算法 C. RGR^ （D ）。 A.在线人类孟德尔遗传数据 D.水稻基因组计划 下列Fasta格式正确的是（B） 低复杂度区域 D. 幵放阅读框 碱基对 D. 结构域 比对 D. 类推 B. 国家核酸数据库 C. 人类基因组计划 A. seql: agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta B. >seq1 agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta C. seq1:agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta D. >seq1agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta 如果我们试图做蛋白质亚细胞定位分析，应使用（D） A. NDB 数据库 B. PDB 数据库 C. GenBank 数据库 D. SWISS-PROT 数
据库 Bioinformatics 的含义是（A ）。 A. 生物信息学 B. 基因组学 C. 蛋白质组学 D. 表观遗传学 Gen Bank中分类码PLN表示是（D ）。 A.哺乳类序列 B. 细菌序列 C.噬菌体序列 D. 植物、真菌和藻类序列 ortholog 的含义是（A）0 A.直系同源 B.旁系同源 C.直接进化 D.间接进化 从cDNA文库中获得的短序列是（D ）o A. STS B. UTR C. CDS D. EST con tig的含义是（B ）o A.基序 B. 跨叠克隆群 C. 碱基对 D. 结构域 TAIR （AtDB）数据库是（C）o A.线虫基因组 B. 果蝇基因组 C. 拟南芥数据库 D. 大肠杆菌基因组ORF的含义是（D ）o A.调控区 B. 非编码区 C.低复杂度区域 D. 幵放阅读框
1 信息安全发展各阶段中，下面哪一项是信息安全所面临的主要威胁 A病毒 B非法访问 C信息泄漏 D---口令 2.关于信息保障技术框架IATF，下列说法错误的是 A IATF强调深度防御，关注本地计算环境，区域边境，网络和基础设施，支撑性基础设施等多个领域的安全保障 B IATF强调深度防御，针对信息系统采取多重防护，实现组织的业务安全运作。 C IATF强调从技术，管理和人等多个角度来保障信息系统的安全 D IATF 强调的是以安全检测访问监测和自适应填充“安全问责”为循环来提高网络安全 3.美国国家安全局的《信息保障技术框架》IATF，在描述信息系统的安全需求时将信息系统分为 A 内网和外网两个部分 B 本地计算环境、区域边界、网络和基础设施支撑性基础设施四个部分 C 用户终端、服务器、系统软件网络设备和通信线路应用软件五个部分 D 用户终端、服务器、系统软件网络设备和通信线路应用软件、安全防护六个级别 4.下面那一项表示了信息不被非法篡改的属性 A 可生存性 B 完整性 C 准确性 D 参考完整性 5. 以下关于信息系统安全保障是主关和客观的结论说法准确的是 A 信息系统安全保障不仅涉及安全技术，还综合参考安全管理安全工程和人员安全等以安全保障信息系统安全 B 通过在技术、管理、工程和人员方面客观地评估安全保障措施向信息系统的所有者提供其现有安全保障工作是否满足其安全保障目标的信心 C 是一种通过客观保证向信息系统评估者提供主观信心的活动 D 6、一下那些不属于现代密码学研究 A Enigma密码机的分析频率 B -- C diffie-herrman密码交换 D 查分分析和线性分析 7.常见密码系统包含的元素是： A. 明文、密文、信道、加密算法、解密算法 B. 明文，摘要，信道，加密算法，解密算法 C. 明文、密文、密钥、加密算法、解密算法 D. 消息、密文、信道、加密算法、解密算法 8.公钥密码的应用不包括： A. 数字签名 B. 非安全信道的密钥交换
1、生物信息学(Bioinformatics)是研究生物信息的采集、处理、存储、传播，分析和解 释等各方面的学科，也是随着生命科学和计算机科学的迅猛发展，生命科学和计 算机科学相结合形成的一门新学科。它通过综合利用生物学，计算机科学和信息技 术而揭示大量而复杂的生物数据所赋有的生物学奥秘。 2、数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它产生于 距今六十多年前，随着信息技术和市场的发展，特别是二十世纪九十年代以后， 数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方 式。数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数 据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。 3、表达序列标签从一个随机选择的cDNA 克隆进行5’端和3’端单一次测序获得的短 的cDNA 部分序列，代表一个完整基因的一小部分，在数据库中其长度一般从20 到7000bp 不等，平均长度为360 ±120bp。EST 来源于一定环境下一个组织总 mRNA 所构建的cDNA 文库，因此EST也能说明该组织中各基因的表达水平。 4、开放阅读框是基因序列中的一段无终止序列打断的碱基序列，可编码相应的蛋白。 ORF识别包括检测六个阅读框架并决定哪一个包含以启动子和终止子为界限的 DNA序列而其内部不包含启动子或终止子，符合这些条件的序列有可能对应一个 真正的单一的基因产物。ORF的识别是证明一个新的DNA序列为特定的蛋白质编 码基因的部分或全部的先决条件。 5、蛋白质的一级结构在每种蛋白质中氨基酸按照一定的数目和组成进行排列，并进 一步折叠成特定的空间结构前者我们称为蛋白质的一级结构，也叫初级结构或基 本结构。蛋白质一级结构是理解蛋白质结构、作用机制以及与其同源蛋白质生理 功能的必要基础。 6、基因识别是生物信息学的一个重要分支，使用生物学实验或计算机等手段识别 DNA序列上的具有生物学特征的片段。基因识别的对象主要是蛋白质编码基因， 也包括其他具有一定生物学功能的因子，如RNA基因和调控因子。基因识别是基 因组研究的基础。
2014-2015学年生物信息学期末考试题 写在前面：这是我考试时候写的答案的大致内容，具体文字我已经不记得了，给大家一个参考，希望对大家复习有帮助。因为我也是扣了很多分，所以答案也有很多错的，大家不要尽信。祝大家考试顺利。 一、实验设计和基础分析 以下qPT-PCR实验方案有哪些错误？请标出错误，并说明原因和写出正确方案。 目的：比较肺癌细胞迁移前后的X基因转录水平表达量 方法：（1）用Trizol法提取细胞总RNA，并用跑胶、OD260/280等方法确认无降解。 （2）用poly-dT引物进行反转录 （3）设计基因特异性PCR引物，用qPCR仪测定X基因和GAPDH基因的Ct值。GAPDH作为内参。 （4）以2^-ΔΔCt方法计算X基因相对于GAPDH的相对含量 （5）比较迁移前后的相对表达量，做三个重复，用t-test进行统计检验，P<0.05为差异显著 1.错误：不能用GAPDH基因作为定量标准；原因：癌症迁移前后GAPDH基因的表达量已经改变了，做定量标准不准确；方案：采用外参（如：其他物种的基因） 2.错误：不能用t-test进行统计检验；原因：t-test进行统计检验的前提是数据呈正态分布，基因表达量不一定呈正太分布；方案：将数据取log10，对数化。 上述两个是我考试时候写的答案，后来经提醒：还发现了一个错误：不能用poly-dT引物进行反转录；原因：。。。。。。；方案：用Oligodt进行逆转录。 二、双序列比对的生物学意义解释 两种细菌的同源蛋白质endonuclease III，长度都为200氨基酸左右，其功能相同，蛋白质序列使用BLAST 可以比对上，同源性高达57%，但其编码DNA序列用BLAST却无法比对上，为了尽可能提高亲缘关系较远的序列的比对效率，比对已经使用BLAST网站上Somewhat similar sequence选项，默认参数（见下图）：
中科院生物信息学期末考试复习题 陈润生老师部分： 1.什么是生物信息学，如何理解其含义？为什么在大规模测序研究中，生物信息学至关重要？ 答：生物信息学有三个方面的含义： 1)生物信息学是一个学科领域，包含着基因组信息的获取、处理、存储、分配、分析和 解释的所有方面，是基因组研究不可分割的部分。 2)生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，破译隐藏在DNA序列中的遗传语 言，特别是非编码区的实质；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测；其本质是识别基因信号。 3)生物信息学的研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。它 是当今自然科学和技术科学领域中“基因组、“信息结构”和“复杂性”这三个重大科学问题的有机结合。 2.如何利用数据库信息发现新基因，其算法本质是什么？ 答：利用数据库资源发现新基因，根据数据源不同，可分2种不同的查找方式： 1)从大规模基因组测序得到的数据出发，经过基因识别发现新基因： （利用统计，神经网络，分维，复杂度，密码学，HMM，多序列比对等方法识别特殊序列，预测新ORF。但因为基因组中编码区少，所以关键是“数据识别”问题。）利用大规模拼接好的基因组，使用不同数据方法，进行标识查找，并将找到的可能的新基因同数据库中已有的基因对比，从而确定是否为新基因。可分为：①基于信号，如剪切位点、序列中的启动子与终止子等。②基于组分，即基因家族、特殊序列间比较，Complexity analysis，Neural Network 2)利用EST数据库发现新基因和新SNPs： （归属于同一基因的EST片断一定有overlapping，通过alignment可组装成一完整的基因，但EST片断太小，不存在数据来源，主要是拼接问题） 数据来源于大量的序列小片段，EST较短，故关键在正确拼接。方法有基因组序列比对、拼接、组装法等。经常采用SiClone策略。其主要步骤有：构建数据库；将序列纯化格式标准化；从种子库中取序列和大库序列比对；延长种子序列，至不能再延长；放入contig库①构建若干数据库：总的纯化的EST数据库，种子数据库，载体数据库，杂质、引物数据库，蛋白数据库，cDNA数据库； ②用所用种子数据库和杂质、引物数据库及载体数据库比对，去除杂质； ③用种子和纯化的EST数据库比对 ④用经过一次比对得到的长的片段和蛋白数据库、cDNA数据库比较，判断是否为已有序列，再利用该大片段与纯化的EST数据库比对，重复以上步骤，直到序列不能再延伸； ⑤判断是否为全长cDNA序列。 （利用EST数据库：原理：当测序获得一条EST序列时，它来自哪一个基因的哪个区域是未知的（随机的），所以属于同一个基因的不同EST序列之间常有交叠的区域。根据这种“交叠”现象，就能找出属于同一个基因的所有EST序列，进而将它们拼接成和完整基因相对应的全长cDNA序列。而到目前为止，公共EST数据库(dbEST)中已经收集到约800万条的人的EST序列。估计这些序列已覆盖了人类全部基因的95%以上，平均起来每个基因有10倍以上的覆盖率。）
一、名词解释(31个) 1.生物信息学:广义：应用信息科学的方法和技术，研究生物体系和生物过程 息的存贮、信息的涵和信息的传递，研究和分析生物体细胞、组织、器官的生理、病理、药理过程中的各种生物信息，或者也可以说成是生命科学中的信息科学。狭义：应用信息科学的理论、方法和技术，管理、分析和利用生物分子数据。 2.二级数据库：对原始生物分子数据进行整理、分类的结果，是在一级数据库、 实验数据和理论分析的基础上针对特定的应用目标而建立的。 3.多序列比对：研究的是多个序列的共性。序列的多重比对可用来搜索基因组 序列的功能区域，也可用于研究一组蛋白质之间的进化关系。 4.系统发育分析：是研究物种进化和系统分类的一种方法，其常用一种类似树 状分支的图形来概括各种（类）生物之间的亲缘关系，这种树状分支的图形称为系统发育树。 5.直系同源：如果由于进化压力来维持特定模体的话，模体中的组成蛋白应该 是进化保守的并且在其他物种中具有直系同源性。 指的是不同物种之间的同源性，例如蛋白质的同源性，DNA序列的同源性。（来自百度） 6.旁系（并系）同源：是那些在一定物种中的来源于基因复制的蛋白，可能会 进化出新的与原来有关的功能。用来描述在同一物种由于基因复制而分离的同源基因。（来自百度） 7.FASTA序列格式：将一个DNA或者蛋白质序列表示为一个带有一些标记的 核苷酸或氨基酸字符串。 8.开放阅读框（ORF）：是结构基因的正常核苷酸序列，从起始密码子到终止 密码子的阅读框可编码完整的多肽链，其间不存在使翻译中断的终止密码子。（来自百度） 9.结构域：大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区 域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域。 10.空位罚分：序列比对分析时为了反映核酸或氨基酸的插入或缺失等而插入空 位并进行罚分，以控制空位插入的合理性。（来自百度） 11.表达序列标签：通过从cDNA文库中随机挑选的克隆进行测序所获得的部分 cDNA的3’或5’端序列。（来自文献） 12.Gene Ontology 协会： 13.HMM 隐马尔可夫模型：将核苷酸序列看成一个随机序列，DNA序列的编 码部分与非编码部分在核苷酸的选用频率上对应着不同的Markov模型。14.一级数据库：数据库中的数据直接来源于实验获得的原始数据，只经过简单 的归类整理和注释 15.序列一致性：指同源DNA顺序的同一碱基位置的相同的碱基成员, 或者蛋 白质的同一氨基酸位置的相同的氨基酸成员, 可用百分比表示。 16.序列相似性：指同源蛋白质的氨基酸序列中一致性氨基酸和可取代氨基酸所 占的比例。 17.Blastn：是核酸序列到核酸库中的一种查询。库中存在的每条已知序列都将 同所查序列作一对一地核酸序列比对。（来自百度） 18.Blastp：是蛋白序列到蛋白库中的一种查询。库中存在的每条已知序列将逐 一地同每条所查序列作一对一的序列比对。（来自百度）
1.某公司准备在业务环境中部署一种新的计算机产品，下列哪一项是授权过程的最后一步？ A．认证 B．定级 C．认可 D．识别 答案：C 2.下列哪一项准确地描述了可信计算基（TCB）？ A．TCB只作用于固件（Firmware） B．TCB描述了一个系统提供的安全级别 C．TCB描述了一个系统内部的保护机制 D．TCB通过安全标签来表示数据的敏感性 答案：C 3.下列哪一项安全机制是一个抽象机，不但确保主体拥有必要的访问权限，而且确保对客体不会有未经 授权的访问以及破坏性的修改行为？ A．安全核心 B．可信计算基 C．引用监视器 D．安全域 答案：C 4.安全模型明确了安全策略所需的数据结构和技术，下列哪一项最好地描述了安全模型中的“简单安全 规则”？ A．Biba模型中的不允许向上写 B．Biba模型中的不允许向下读 C．Bell-LaPadula模型中的不允许向下写 D．Bell-LaPadula模型中的不允许向上读 答案：D 5.为了防止授权用户不会对数据进行未经授权的修改，需要实施对数据的完整性保护，下列哪一项最好 地描述了星或（*-）完整性原则？ A．Bell-LaPadula模型中的不允许向下写 B．Bell-LaPadula模型中的不允许向上读 C．Biba模型中的不允许向上写 D．Biba模型中的不允许向下读 答案：C 6.某公司的业务部门用户需要访问业务数据，这些用户不能直接访问业务数据，而只能通过外部程序来 操作业务数据，这种情况属于下列哪种安全模型的一部分？ A．Bell-LaPadula模型 B．Biba模型 C．信息流模型 D．Clark-Wilson模型 答案：D 7.作为一名信息安全专业人员，你正在为某公司设计信息资源的访问控制策略。由于该公司的人员流动 性较大，你准备根据用户所属的组以及在公司中的职责来确定对信息资源的访问权限，最应该采用下列哪一种访问控制模型？